невозгораемые усиленные, легковесные панели на вяжущем веществе и металлокаркасная система для покрытия пола

Классы МПК:	E04F15/06 металлические, в том числе в сочетании с другими материалами
Автор(ы):	ТОНИАН Тимоти Д. (US), АЛЛЕТТ Джеймс М. (US), РЕЙЧЕРТС Джеймс Е. (US)
Патентообладатель(и):	ЮНАЙТЕД СТЭЙТС ДЖИПСУМ КОМПАНИ (US)
Приоритеты:	подача заявки: 2005-12-15 публикация патента: 10.06.2009

Изобретение относится к области строительства, в частности к системе покрытия пола. Технический результат изобретения заключается в повышение жесткости покрытия пола. Система покрытия пола содержит горизонтальные элементы металлокаркаса, например С-, U-образные лаги, прутковые прогоны, на которых установлена усиленная, легковесная, габаритно стабильная конструкционная цементная панель. Система покрытия пола не является возгораемой, является водостойкой, стойкая к плесени и гниению, термитостойкая и способна выдерживать сдвигающие нагрузки, равные сдвигающим нагрузкам, создаваемым фанерными панелями или панелями из листов ориентированных прядей, или превышающие эти нагрузки. Панели используют один или несколько слоев сплошной фазы, получаемой выдерживанием водной смеси неорганического связующего, например полугидрата сульфата кальция, гидравлического вяжущего, активного пуццолана и извести. Сплошная фаза упрочнена стекловолокном и содержит имеющие небольшой вес частицы наполнителя, например керамические микросферы. 3 н. и 31 з.п. ф-лы, 42 табл., 29 ил.

невозгораемые усиленные, легковесные панели на вяжущем веществе и металлокаркасная система для покрытия пола, патент № 2358077

Формула изобретения

1. Невозгораемая система покрытия пола для строительства, содержащая: диафрагму горизонтального сдвига, поддерживаемую на металлокаркасе, при этом диафрагма горизонтального сдвига имеет усиленную, легковесную, габаритно стабильную панель на вяжущем веществе; панель имеет плотность от 65 до 90 фунт/кубический фут и, будучи прикрепленной к каркасу, выдерживает сдвигающие нагрузки, и включает в себя сплошную фазу, полученную выдерживанием водной смеси, содержащей в сухом виде: 35-70 вес.% химически активного порошка, 20-50 вес.% легковесного наполнителя и 5-20 вес.% стекловолокна; при этом сплошная фаза усилена стекловолокном и имеет частицы легковесного наполнителя; причем частицы легковесного наполнителя имеют удельный вес в пределах 0,02-1,00 и средний размер частиц составляет 10-500 мкм.

2. Система по п.1, в которой сплошная фаза получена в результате выдерживания водной смеси химически активных порошков, содержащей в сухом виде: 35-75 вес.% альфа-полугидрата сульфата кальция, 20-55 вес.% гидравлического вяжущего вещества, 0,2-3,5 вес.% извести и 5-25 вес.% активного пуццолана; при этом сплошная фаза единообразно усилена щелочно-стойким стекловолокном и содержит единообразно распределенные легковесные частицы наполнителя, содержащие единообразно распределенные керамические микросферы.

3. Система по п.2, в которой керамические микросферы имеют средний размер частиц от 50 до 250 мкм и/или в пределах размера частиц от 10 до 500 мкм.

4. Система по п.1, в которой панель выполнена из 35-58 вес.% химически активных порошков, 6-17 вес.% стекловолокна и 34-49 вес.% по меньшей мере одного упомянутого легковесного наполнителя, выбранного из группы, состоящей из керамических микросфер, стеклянных микросфер, кеносфер золы-уноса или перлита; значение каждого ингредиента приведено в пересчете на сухое вещество.

5. Система по п.1, в которой панель сформирована из следующих ингредиентов: 49-56 вес.% химически активных порошков, 7-12 вес.% стекловолокна и 35-42 вес.% керамических микросфер; значение каждого ингредиента приведено в пересчете на сухое вещество, и керамические микросферы имеют плотность частиц от 0,50 до 0,80 г/мл.

6. Система по п.1, в которой наполнитель содержит единообразно распределенные стеклянные микросферы и/или кеносферы золы-уноса, имеющие средний диаметр около 10-350 мкм.

7. Система по п.1, в которой панель выполненна из 42-68 вес.% химически активных порошков, 5-15 вес.% стекловолокна и 23-43 вес.% керамических сфер, и до 1,0 вес.% стеклянных микросфер; значение каждого ингредиента приведено в пересчете на сухое вещество.

8. Система по п.2, в которой панель содержит внутренний слой, содержащую сплошную фазу, которая получена в результате выдерживания водной смеси химически активных порошков, содержащей в сухом виде 35-75 вес.% альфа-полугидрата сульфата кальция, 20-55 вес.% гидравлического вяжущего вещества, 0,2-3,5 вес.% извести и 5-25 вес.% активного пуццолана; при этом сплошная фаза единообразно усилена щелочно-стойким стекловолокном и содержит легковесный наполнитель, содержащий единообразно распределенные керамические микросферы;

и также содержит, по меньшей мере, один внешний слой, причем каждый упомянутый внешний слой содержит сплошную фазу, получаемую выдерживанием водной смеси химически активных порошков, содержащей в сухом виде 35-75 вес.% альфа-полугидрата сульфата кальция, 20-55 вес.% гидравлическго вяжущего, 0,2-3,5 вес.% извести и 5-25 вес.% активного пуццолана; при этом сплошная фаза единообразно усилена щелочно-стойким стекловолокном и содержит частицы легковесного наполнителя, удельный вес которых равен от 0,02 до 1,00 и приблизительный средний размер частиц от 10 до 500 мкм; причем, по меньшей мере, один внешний слой имеет пониженную плотность фазы относительно внутреннего слоя.

9. Система по п.8, в которой внешний слой(и) выполнен(ы) из 42-68 вес.% химически активных порошков, 5-15 вес.% стекловолокна, до 1,0 вес.% стеклянных микросфер, имеющих средний диаметр около от 10 до 350 мкм, и 23-43 вес.% частиц легковесного наполнителя, содержащих керамические сферы; при этом значения каждого ингредиента указаны в сухом виде.

10. Система по п.1, в которой приблизительная толщина панели составляет от 1/4 до 1 1/2 дюйма (6,3-38,11 мм).

11. Система по п.8, в которой внешние слои имеют приблизительную толщину от 1/32 до 4/32 дюйма (0,8-3,2 мм).

12. Система по п.1, в которой панель толщиной 3/4 дюйма (19 мм) при испытании, проводимом по методам ASTM 661 и АРА S-1 на пролете 16 дюймов (406,4 мм) между центрами, имеет предельную грузоподъемность: более 400 фунтов (1810 кг) под статической нагрузкой; предельную грузоподъемность более 400 фунтов (182 кг) под ударной нагрузкой и прогиб менее 0,125 дюйма (1,98 мм) и под статической, и под ударной нагрузками в 200 фунтов (90,9 кг).

13. Система по п.1, в которой стекловолокно представляет собой отдельные нити диаметром около 5-25 мкм и длиной около 0,25-3 дюйма (6,3-76 мм).

14. Система по п.1, в которой прочность при изгибе панели с сухой плотностью от 65 фунт/куб.фут (1041 кг/куб.м) до 90 фунт/куб.фут согласно норме ASTM С 1185 и после вымачивания в воде в течение 48 ч составляет, по меньшей мере, 1000 фунт/кв.дюйм (7 МПа) согласно измерению в соответствии с испытанием по норме ASTM С 947.

15. Система по п.1, в которой прочность при изгибе панели с сухой плотностью от 65 фунт/куб.фут (1041 кг/куб.м) до 90 фунт/куб.фут после вымачивания в воде в течение 48 ч составляет, по меньшей мере, 1650 фунт/кв.дюйм (11,4 МПа) согласно измерению в соответствии с испытанием по норме ASTM С 947.

16. Система по п.1, в которой гидравлическим вяжущим веществом является портландцемент.

17. Система по п.1, в которой химически активные порошки содержат от 45 до 65 вес.% полугидрата сульфата кальция, 25-40 вес.% гидравлического вяжущего вещества, 0,75-1,25 вес.% извести и 10-15 вес.% активного пуццолана.

18. Система по п.1, в которой система покрытия пола имеет более высокую удельную жесткость, чем система покрытия пола с прутковыми прогонами, металлическим настилом и бетонированием на месте или система пола сборного типа с верхним бетонным покрытием на несущих стенах.

19. Система по п.1, в которой несущая способность диафрагмы горизонтального сдвига системы не будет уменьшаться на более чем 25% после воздействия водой в испытании, в котором 2-дюймовый слой воды находится на КЦП толщиной 3/4 дюйма, установленных на металлокаркасе размером 10×20 футов, в течение 24 ч.

20. Система по п.1, которая не абсорбирует более 0,7 фунта на кв.фут воды в испытании на водостойкость, в котором 2-дюймовый слой воды находится на КЦП толщиной 3/4 дюйма, установленных на металлокаркасе размером 10×20 футов, в течение 24 ч.

21. Система по п.1, в которой диафрагма из КЦП, имеющая размеры 10×20 футов и толщину в 3/4 дюйма, прикрепленная к упомянутому металлокаркасу размером 10×20 футов, не разбухает более чем на 5% при воздействии на нее слоем воды в 2 дюйма над КЦП, установленными на металлокаркасе, в течение 24 ч.

22. Система по п.1, в которой каждый компонент отвечает требованиям нормы ASTM G-21, согласно которой система приблизительно соответствует оценке 1 и отвечает требованиям нормы ASTM B-3273, согласно которой система приблизительно соответствует оценке около 10.

23. Система по п.1, в которой панель содержит:

внутренний слой, содержащий сплошную фазу, и

по меньшей мере один внешний слой соответственно еще одной сплошной фазы, получаемой выдерживанием водной смеси, содержащей в сухом виде 35-70 вес.% химически активного порошка, 20-50 вес.% легковесного наполнителя и 5-20 вес.% стекловолокна; при этом сплошная фаза усилена стекловолокном и имеет частицы легковесного наполнителя; причем частицы легковесного наполнителя имеют удельный вес в пределах 0,02-1,00 и средний размер частиц составляет около 10-500 мкм; на каждой противоположной стороне внутреннего слоя; при этом, по меньшей мере, один внешний слой имеет более высокое процентное содержание стекловолокна, чем внутренний слой.

24. Система по п.1, в которой система является ненаправленной, так как панели системы выполнены с возможностью размещения таким образом, что их длинный габарит будет параллелен или перпендикулярен металлическим лагам каркаса без ущерба для прочности или характеристик несущей способности; при этом способность системы выдерживать статические и динамические нагрузки без ее нарушения также не зависит от ориентации КЦП на металлокаркасе.

25. Система по п.1, в которой конструктивная способность диафрагмы пола выдерживать горизонтальный сдвиг равна от 300 до 1000 фунтов/линейный фут.

26. Система по п.1, в которой конструктивная способность диафрагмы пола выдерживать горизонтальный сдвиг равна от 400 до 800 фунтов/линейный фут.

27. Система по п.1, в которой диафрагма горизонтального сдвига опирается на легкий холоднокатаный металлокаркас, содержащий металлические лаги.

28. Система по п.1, в которой легкий холоднокатаный металлокаркас содержит гофрированный металлический лист.

29. Способ изготовления системы невозгораемого покрытия пола по п.1, согласно которому панель помещают на металлические лаги.

30. Способ по п.29, согласно которому панель помещают на упомянутые металлические лаги, когда температура окружающей среды ниже 32°F (0°С).

31. Способ по п.29, согласно которому панель помещают на упомянутые металлические лаги, когда температура окружающей среды менее 20°F (-7,5°С).

32. Способ по п.29, согласно которому упомянутый этап размещения включает в себя этап помещения панели лежа на упомянутые металлические лаги, когда температура окружающей среды ниже 32°F (0°С), таким образом, что панель падает на элементы металлокаркаса и при этом, по меньшей мере, один конец панели падает с высоты, по меньшей мере, 2 фута.

33. Способ по п.29, согласно которому упомянутый этап размещения включает в себя этап помещения панели лежа на упомянутых металлических лагах, когда температура окружающей среды ниже 32°F (0°С), таким образом, что панель падает на элементы металлокаркаса и при этом, по меньшей мере, один конец панели падает с высоты 2-3 футов.

34. Усиленная, легковесная, габаритно стабильная панель на вяжущем веществе, имеющая плотность от 65 до 90 фунтов/куб, фут и выдерживающая сдвигающие нагрузки будучи прикрепленной к каркасу, содержащая:

внутренний слой сплошной фазы, получаемой выдерживанием водной смеси, содержащей в сухом виде: 35-70 вес.% химически активного порошка, 20-50 вес.% легковесного наполнителя и 5-20 вес.% стекловолокна; при этом сплошная фаза усилена стекловолокном и содержит частицы легковесного наполнителя; причем частицы легковесного наполнителя имеют удельный вес в пределах 0,02-1,00 и средний размер частиц составляет примерно 10-500 мкм;

по меньшей мере, один внешний слой соответственно еще одной сплошной фазы, получаемой выдерживанием водной смеси, содержащей в сухом виде 35-70 вес.% химически активного порошка, 20-50 вес.% легковесного наполнителя и 5-20 вес.% стекловолокна; при этом сплошная фаза усилена стекловолокном и содержит частицы легковесного наполнителя; причем частицы легковесного наполнителя имеют удельный вес в пределах 0,02-1,00 и средний размер частиц составляет примерно 10-500 мкм.

Приоритет по пунктам:

30.12.2004 по пп.1-29, 34;

27.01.2005 по пп.30-32;

09.12.2005 по п.33.